DE9011187U1

DE9011187U1 - Axialsicherung für die Rotorwelle eines Elektromotors

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Publication number: DE9011187U1
Application number: DE9011187U
Authority: DE
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1990-07-30
Filing date: 1990-07-30
Publication date: 1991-12-05
Anticipated expiration: 2000-07-31
Also published as: US5258672A

Description

Die Erfindung betrifft eine Axialsicherung für die Rotorwelle eines Elektromotors, mit einem ersten Anschlagelement an der Welle oder am Rotor und einem zweiten Anschlagelement in der Form eines Sicherungsringes, der bei der Montage auf den freien Wellenstumpf der Rotorwelle aufgesteckt und durch Einrasten in einen ringförmigen Einstich an dem Wellenstumpf gehaltert wird, wobei beide Anschlagelemente des Rotors zwischen zwei stationären Anschlagflächen des Elektromotors angreifen und die Axialposition des Rotors fixieren. JB/as

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Aus der DE-OS 32 13 418 ist bereits ein Elektromotor mit Gleitlagern bekannt, bei dem die Rotorwelle in ihrer Axialposition dadurch fixiert ist, daß einerseits die Rotornabe über eine Anlaufscheibe aus Stahl an der Stirnfläche eines stationären Lagerteils (Gleitlager) anliegt, und andererseits sich mittels eines in einen Einstich eingesetzten Sicherungsringes und einer Druckfeder auf einer zweiten Anlaufscheibe abstützt, die gegen ein stationäres Teil des Motors (Gleitlager) drückt. Darüberhinaus ist es aus dieser Literaturstelle auch bekannt, anstelle der ersten Abstützung über die Rotornabe das Ende des Wellenstumpfes auf einer Anschlagscheibe aus Kunststoff abzustützen, wobei das Ende zur Verminderung der Reibungskräfte abgerundet ist. Diese bekannte Lösung hat jedoch allgemein den Nachteil, daß diese Axialsicherung material- und arbeitsaufwendig ist, denn es muß ein Sicherungsring in einen Einstich am Wellenstumpf in etwa radialer Richtung eingesetzt werden, und darüberhinaus müssen Druckfeder und Anschlagscheibe gesondert aufgesteckt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Axialrichtung für die Rotorwelle eines Elektromotors vorzuschlagen, die sich durch geringe Teilezahl und damit Aufwand, einfache Montage und hohe Präzision auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einer Axialsicherung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Sicherungsring in der Form eines federnden Druckknopfes ausgebildet und in axialer Richtung auf den Wellenstumpf aufsteckbar ist, und daß der Sicherungsring in etwa radialer Richtung federnde Haltearme aufweist, die in den ringförmigen Einstich des Wellenstumpfes einrasten.

Bei einer solchen Lösung bildet der Sicherungsring in einer vorzugsweisen Ausführungsform gleichzeitig die Anlaufscheibe der Axialsicherung, so daß dieses Teil bei der Montage lediglich vom Ende her in axialer Richtung auf das Ende des Wellenstumpfes aufgesteckt werden muß, was wesentlich einfacher ist, als eine konventionelle Sicherungsscheibe in radialer Richtung in eine Einstichnut des Wellenstumpfes einzuschieben, wobei vorher noch andere Teile wie z.B. eine gesonderte Anlaufscheibe aufgesteckt werden müssen.

Der Sicherungsring ist vorzugsweise aus Kunststoff einstückig gespritzt. Vorzugsweise liegt der Sicherungsring direkt an der zugeordneten stationären Anschlagfläche des Motors an und bildet eine Anlaufscheibe. In diesem Fall besteht der Sicherungsring aus einem besonderen Kunststoffmaterial, z.B. Polypenco-Granulat (Polyamid 6.6 mit Molykote-Zusatz).

Der ringförmige Einstich am Wellenstumpf ist in einer besonderen Ausführungsform kegelförmig mit zum Ende des Wellenstumpfes abnehmendem Durchmesser ausgebildet, und an diesen Einstich schließt sich eine Halteschulter an. Die Haltearme des Sicherungsringes sind dabei auf der dem Wellenstumpf zugewandten Innenseite der Form des Einstiches angepaßt und rasten mit ihren Enden hinter der Halteschulter ein. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Sicherungsringes ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der das zweite Anschlagelement bildet, und daß von der der zugeordneten stationären Anschlagfläche abgekehrten Seite des ringförmigen Abschnittes die federnden Haltearme in Form eines geschlitzten Kragens in etwa axialer

Richtung abstehen. Das Ende des Wellenstumpfes ist vorzugsweise zum leichteren Aufstecken des Sicherungsringes abgerundet. Bei einer solchen Axialsicherungs-Kombination läßt sich der Sicherungsring vom Ende her mit geringem Kraftaufwand auf den Wellenstumpf aufstecken und rastet sicher hinter der Halteschulter ein.

Zur Geräuschminderung der Lagerung der Rotorwelle kann wie an sich bekannt - zwischen den stationären Anschlagflächen und den Lagerelementen ein elastisches oder federndes Zwischenelement zur Bildung einer axialspielfreien Lagerung vorgesehen sein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Elektromotor mit der erfindungsgemäßen Axialsicherung;

Fig. 2 eine Draufsicht in Axialrichtung auf

einen Sicherungsring für den Elektromotor nach Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Sicherungsring nach Fig. 2;

Fig. 4 das Ende eines Wellenstumpfes des Elek-

tromotors nach Fig. 1; und

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer alternativen Ausführungsform eines Elektromotors mit der erfindungsgemäßen Axialsicherung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Elektromotor handelt es sich um einen Außenläufermotor, dessen Lager 12 aus zwei im Abstand angeordneten Kugellagern 12a und 12b besteht. Der Stator 11 des Elektromotors weist ein Lagerrohr 13 auf, in dem die beiden Kugellager 12a und 12b angeordnet und durch eine Halteklammer 19 fixiert sind. In radialer Richtung stützen sich die Kugellager 12a und 12b auf Längsrippen 18 innerhalb der Bohrung des Lagerrohrs 13 ab.

Der Rotor 20, der einen zylinderförmigen Dauermagneten 21 trägt, ist mittels einer Rotornabe 22 auf einer Rotorwelle 23 befestigt, die in den Kugellagern 12a und 12b gelagert ist.

In axialer Richtung wird die Rotorwelle 23 einerseits mittels eines ersten Anschlagelementes 17 (Anschlagfläche) und einer Druckfeder 16 gegenüber einer stationären Anschlagsfläche 15 am Innenring des Kugellagers 12a abgestützt, während das andere Ende der Rotorwelle 23, nämlich der Wellenstumpf 6 (siehe Fig. 4) einen Sicherungsring 1 trägt, der sich auf einer stationären Anschlagfläche 14 am inneren Laufring des Kugellagers 12b abstützt. Es ist auch möglich, die Druckfeder 16 durch ein andersartiges, elastisches Zwischenelement zu ersetzen, z.B. durch eine Anlaufscheibe aus geeignetem Kunststoff.

Aus den Figuren 2 bis 4 gehen Einzelheiten der Axialsicherung hervor. Der Wellenstumpf 6 ist an seinem Ende mit einem kegelförmigen Einstich 7 versehen, dessen Durchmesser zum Ende hin abnimmt. Diesem Einstich 7 schließt sich unter Bildung einer Halteschulter 10 ein Endabschnitt 8 an, der mit einer Abrundung 9 versehen ist.

Auf den Wellenstumpf 6 ist - wie auch schon in Fig. 1 zu sehen - der Sicherungsring 1 vom Ende her in axialer Richtung aufsteckbar. Der Sicherungsring 1 weist einen ringförmigen Abschnitt auf, der mit einer Bohrung 3 im Übergangsbereich zwischen dem Wellenstumpf 6 und dem konischen Einstich 7 aufsitzt und gleichzeitig eine Anlaufscheibe bildet, die an der Stirnseite 14 als stationäre Anschlagfläche des Kugellagers 12b zu liegen kommt. Von der entgegengesetzten Fläche des ringförmigen Abschnittes 2 stehen eine Mehrzahl von Haltearmen 4 in etwa axialer Richtung ab. Diese Haltearme 4 sind integral an dem ringförmigen Abschnitt 2 angeformt und durch Schlitze 5 voneinander getrennt, damit sie elastisch federn können. Die Innenseiten der Haltearme 4 sind dem kegelförmigen Einstich 7 angepaßt, und die Endflächen 4a der Haltearme 4 stützen sich hinter der Halteschulter ab. Beim Aufstecken des Sicherungsringes auf den Wellenstumpf 6 erleichtert die Abrundung 9 des Wellenstumpfes ein leichtes elastisches Auffedern der Haltearme 4 und anschließendes Einrasten in den Einstich 7.

Der Sicherungsring 1 dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sowohl als Sicherungsring als auch als Anlaufscheibe. Somit ist bei der Montage nur ein einzelnes Teil zu montieren, um die Rotorwelle 23 in eine axial gesicherte Position zu bringen.

Während in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als Lager 12 zwei Kugellager 12a und 12b vorgesehen sind, so kann die erfindungsgemaße Axialsicherung selbstverständlich auch in Verbindung mit anderen Lagerarten, wie z.B. Gleitlagern verwendet werden. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 5. Hier wird der Wellenstumpf 6 in einem Gleitlager 12 gelagert, und die axiale Position wird einerseits durch den Sicherungsring 1 fixiert, der auf einer stationären Anschlagfläche 14 am Gleitlager 12 anliegt. Andererseits wird die Axialposition durch Auflaufen des Endabschnittes 8 des Wellenstumpfes 6 auf einer Anschlagscheibe 24 fixiert.

Der Sicherungsring 1 und das Ende des Wellenstumpfes 6 sind ähnlich ausgebildet, wie in Verbindung mit den Figuren 2 bis 4 beschrieben. Als Material für den Sicherungsring 1, der zugleich eine Anlaufscheibe bildet, dient vorzugsweise ein Kunststoff mit Schmiermittelzusatz, z.B. aus Polypenco-Granulat (Polyamid 6.6 mit Molykote-Zusatz).

Claims

Patentansprüche

1. Axialsicherung für die Rotorwelle eines Elektromotors, mit einem ersten Anschlagelement an der Welle oder am Rotor und einem zweiten Anschlagelement in der Form eines Sicherungsringes, der bei der Montage auf den freien Wellenstumpf der Rotorwelle aufgesteckt und durch Einrasten in einen ringförmigen Einstich an dem Wellenstumpf gehaltert wird, wobei beide Anschlagelemente des Rotors zwischen zwei stationären Anschlagflächen des Elektromotors angreifen und die Axialposition des Rotors fixieren,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (1) in der Form eines federnden Druckknopfes ausgebildet und in axialer Richtung auf den Wellenstumpf (6) aufsteckbar ist, und daß der Sicherungsring (1) in etwa radialer Richtung federnde Haltearme (4) aufweist, die in den ringförmigen Einstich (7) des Wellenstumpfes (6) einrasten.

2. Axialsicherung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (1) einstückig aus Kunststoff besteht.

3. Axialsicherung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (1) direkt an der zugeordneten stationären Anschlagfläche (14) anliegt und eine Anlaufscheibe bildet.

4. Axialsicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Einstich (7) am Wellenstumpf (6) kegelförmig mit zum Ende des Wellenstumpfes (6) abnehmendem Durchmesser ausgebildet ist,

und daß sich diesem Einstich (7) eine Halteschulter (10) anschließt.

5. Axialsicherung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Haltearme (4) des Sicherungsringes (1) auf der dem Wellenstumpf (6) zugewandten Innenseite der Form des Einstichs (7) angepaßt sind und
mit ihren Enden (4a) hinter der Halteschulter (10) einrasten.

6. Axialsicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (1) einen ringförmigen Abschnitt (2) aufweist, der das zweite
Anschlagelement bildet, und daß von der der zugeordneten stationären Anschlagfläche (14) abgekehrten Seite des
ringförmigen Abschnittes (2) die federnden Haltearme (4) in Form eines geschlitzten Kragens in etwa axialer Richtung abstehen.

7. Axialsicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (8) des Wellenstumpfes (6) zum leicherten Aufstecken des Sicherungsringes (1) abgerundet (9) ist.

8. Axialsicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stationären
Anschlagflächen (14, 15) und den Lagerelementen ein
elastisches oder federndes Zwischenelement (16) zur
Bildung einer axial spielfreien Lagerung vorgesehen ist.

9. Axialsicherung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (16) eine Druckfeder ist, die zwischen dem ersten Anschlagelement (17) und der zugeordneten stationären Anschlagfläche (15) angeordnet ist.

10. Axialsicherung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (12) ein Gleitlager ist und daß das Ende (8) des Wellenstumpfes (6) sich auf einer Anschlagscheibe (24) als einer der stationären Anschlagflächen axial abstützt.